DE1809355B2 - Klaeranlage zur biologischen reinigung von intermittierend zufliessenden abwaessern nach dem belebtschlammverfahren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kläranlage zur biologischen Reinigung von intermittierend zuflie· ßenden Abwässern nach dem Belebtschlammverfahren, bei der innerhalb eines Beckens ein diskontinuierlich betriebener, von einem Schwimmkörper getragener Belüftungsrotor sowie eine im Bereich der Flüssigkeitsoberfläche angeordnete Ablaufrinne vorgesehen sind, wobei die Ablaufrinne über eine Abzugsleitung mit einem außerhalb des Beckens angeordneten und mit einem automatisch gesteuerten Elektroschieber ausgestatteten Reinwasserabfluß in Verbindung steht.

Die erfindungsgemäße Kläranlage soll dabei insbesondere dort zur Anwendung gelangen, wo das Abwasser stoßweise anfällt. Das ist beispielsweise in Molkereien, Schlachthöfen und Konservenfabriken der Fall, da diese Betriebe nur während der Betriebszeit, also während einer Zeitspanne von etwa 8:12 Stunden, Abwasser abgeben. Da die dabei täglich anfallenden Abwassermengen jedoch beträchtlichen Schwankungen unterworfen sein können, muß eine derartige Kläranlage eine große Flexibilität besitzen.

Das vorstehend Gesagte schließt jedoch nicht aus, daß die erfindungsgemäße Kläranlage auch mit Erfolg dort eingesetzt werden kann, wo ein kontinuierlicher Abwasseranfall auftritt. Durch die Vorschaltung eines entsprechend dimensionierten Speicherbeckens ist es nämlich ohne weiteres möglich, das kontinuierlich anfallende Abwasser zu sammeln und intermittierend in die erfindungsgemäße Kläranlage abzugeben.

Aus der österreichischen Patentschrift 2 03 422 ist zwar eine Kläranlage der eingangs erwähnten Art bekannt, die insbesondere für kleine Einwohnerzahlen sowie für Molkereien, Margarinefabriken und ähnliche Betriebe gedacht ist. Diese Kläranlage besteht aus einem sogenannten Rundbecken, das mit einem sogenannten Zentralbauwerk als Schlammsammelraum sowie einem zusätzlichen Schlammsammelraum außerhalb des Beckens versehen ist. Die Belüftung erfolgt dabei durch mit Schwimmern versehene Belüftungswalzen, wie z. B. Kessenerbürsten, die jedoch so zwischen zwei Führungswänden angeordnet sind, daß sie jeweils nur innerhalb eines schmalen Streifens in radialer Richtung verschiebbar sind. Außerdem sind an die Belüftungswalze Schlammrückführungsleitungen angeschlossen, die zum Zentralbauwerk und zum sogenannten Überlauf führen. Der Überlauf ist vom übrigen Teil des Beckens durch eine Tauchwand abgetrennt. Zwar erfolgt auch hier der Abzug des gereinigten Abwassers durch eine im Bereich der Wasseroberfläche angeordnete Ablaufrinne. Diese befindet sich jedoch in erheblicher Entfernung von der Belüftungswalze und ist offensichtlich starr im Becken angeordnet. Das heißt, der Abwasserabzug kann hier nur dann erfolgen, wenn der Wasserspiegel im Becken einen gewissen Stand erreicht hat.

Die vorstehenden Ausführungen lassen erkennen, daß es sich bei der Vorrichtung nach der Entgegenhaltung um eine relativ komplizierte und störanfällige Konstruktion handelt, bei der die Anlage- und Betriebskosten relativ hoch liegen.

Demgegenüber lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kläranlage der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die sich durch eine einfache, billige und relativ wartungsfreie Konstruktion auszeichnet, die außerdem die Möglichkeit zu einer weitgehenden Automation des gesamten Betriebs der Kläranlage bieten soll. Bei der erfindungsgemäßen Kläranlage soll ferner auf eine Trennung des Beckens in einen Belüftungs- und einen Nachklarraum verzichtet werden, so daß beide Stufen des Reinigungsprozesses in einem einzigen Becken durchgeführt werden können. Der Abwasserabzug soll dabei unabhängig von der Höhe des Wasserstandes im Becken erfolgen können.

Dieses Ziel wird erreicht durch eine Kläranlage der eingangs beschriebenen Art, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß als Belüftungsrotor ein mit einem Steigrohr versehener, vertikalachsiger Belüftungskreisel vorgesehen ist, der von einem polygonen Schwimmkörper umgeben und an dessen Außenseite eine umlaufende Ablaufrinne angebracht ist, die über eine flexible Abzugsleitung mit dem Elektroschieber in Verbindung steht.

Die Ablaufrinne kann dabei höhenverstellbar am Schwimmkörper angebracht sein, so daß dadurch die Möglichkeit gegeben ist, die Menge des ablaufenden Reinwassers zu regulieren.

Der Elektroschieber wird zweckmäßigerweise durch ein sogenanntes Zeitschaltwerk gesteuert, welches in vorher festgelegten Zeitabständen das automatische Öffnen und Schließen des Elektroschiebers bewirkt.

Die Form des verwendeten Beckens kann beliebig sein. Es können sowohl Becken mit einem eckigen als auch Becken mit einem runden Grundriß verwendet werden.

Kernpunkt der erfindungsgemäßen Kläranlage ist der mit einem Schwimmkörper versehene Belüftungskreisel. Ein derartiger Belüftungskreisel ist zwar an sich schon aus der schweizerischen Patentschrift 4 48 911 bekannt. Im vorliegenden Falle ist jedoch der Schwimmkörper des Belüftungskreisels an seiner Außenseite mit einer Ablaufrinne versehen, die flexibel mit dem automatisch gesteuerten Reinwasserabfluß verbunden ist. Diese Kombination ermöglicht aber eine

neuartige Reinigungstechnik, die an Hand der Abbildungen noch näher erläutert werden soll.

Es zeigt dabei als Ausführungsbeispiel die

A b b. 1 bis 3 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Kläranlage während der einzelnen Stufen des Reinigungsprozesses, die

A b b. 4 den Belüftungskreisel mit Schwimmkörper und Ablaufrinne in der Seitenansicht, wobei die eine Hälfte des Schwimmkörpers und der Ablaufrinne geschnitten gezeichnet ist, und die

A b b. 5 den Belüftungskreisel mit Schwimmkörper und Ablaufrinne in der Draufsicht.

In der A b b. 1 befindet sich innerhalb des Beckens 1 der Belüftungskreisel 2. Es handelt sich dabei um einen sogenannten Hochleistungskreisel, der mit einem Steigrohr 3 versehen ist und dessen Wirkungsweise beispielsweise bei I m h ο f f, Taschenbuch der Standtentwässerung, 18. Auflage 1960, S. 154 und 155, beschrieben wird. Der Belüftungskreisel ist dabei mit einem ihn umgebenden und ihn tragenden Schwimmkörper 4 versehen. An der Außenseite des Schwimmkörpers befindet sich die Ablaufrinne 5, die den Schwimmkörper umgibt und die durch die flexible Abzugsleitung 6 {Spiralschlauch) mit dem ReinwasserabHuß 7 in Verbindung steht. Der Reinwasserabfluß 7 ist dabei mit dem Elektroschieber 8 ausgerüstet, der vermittels des Zeitschaltwerkes 9 über die Impulsleitung 10 automatisch gesteuert wird. Der Motor 11, der auf dem Antriebsbock 12 aufgeflanscht ist, treibt dabei den Belüftungskreisel an. Die durch die Rotation des Belüftungskreisels hervorgerufene Umwälzbewegung des Wassers wird durch die Pfeile markiert. Der Zufluß des Abwassers erfolgt durch die Leitung 13, während die Leitung 14 dem Abzug von Überschußschlamm dient. Die Streben 20 dienen der Befestigung des Steigrohres 3 am Antriebsbock 12. Bei der in Abb. 1 wiedergegebenen Stellung des Belüftungskreisels ist der Elektroschieber 8 geschlossen und der Belüftungskreisel gerade in Betrieb gesetzt worden. Bedingt durch das durch die Leitung 13 ankommende Abwasser steigt der Wasserspiegel 15 und mit ihm der Belüftungskreisel. Bei Beendigung des Abwasserzuflusses erreicht der Wasserspiegel seinen Höchststand. Die Belüftung wird jedoch auch noch dann weiter forgesetzt, und zwar so lange, bis die Belüftungszeit insgesamt etwa 19 Stunden beträgt.

A b b. 2, die die gleichen Bezugszeichen wie in A b b. 1 gelten, stellt nun die Situation nach Beendigung der Belüftung dar. Der Belüftungskreisel 2 ist abgeschaltet worden, und die durch die Rotation desselben hervorgerufene Turbulenz des Abwassers kommt zum Erliegen. Da der Elektroschieber 8 weiterhin geschlossen bleibt, sinkt der gebildete Schlamm langsam zur Beckensohle ab, und zurück bleibt eine sich ständig vergrößernde Zone 16 gereinigten Abwassers. Die Absetzzeit soll dabei etwa 3 Stunden betragen.

A b b. 3, für die ebenfalls die gleichen Bezugszeichen wie in A b b. 1 gelten, gibt schließlich die Situation nach Beendigung der Absetzzeit wieder. Der Elektroschieber 8 wird jetzt automatisch geöffnet, und das gereinigte Abwasser strömt in die Ablaufrinne 5 und von dort über die flexible Abzugsleitung 6 in den Reinwasserabfluß 7. Die Zone 16 des gereinigten Abwassers verringert sich entsprechend, und mit sinkendem Wasserspiegel 15 sinkt auch der Belüftungskreisel 2. Überschußschiamm aus der Schlammschicht 17 kann gegebenenfalls durch die Leitung 14 abgezogen werden. Nach etwa 2 Stunden ist die Ablaufperiode beendet, und der 24stündige Reinigungsprozeß kann, nachdem der Elektioschieber 8 automatisch geschlossen worden ist, wieder von neuem beginnen, wie es in A b b. 1 beschrieben wurde.

Die A b b. 4, die den Belüftungskreisel 2 mit dem Schwimmkörper 4 und der Ablaufrinne 5 als Seitenansicht im größeren Maßstab wiedergibt, läßt die konstruktiven Einzelheiten besser erkennen. In der rechten Bildhälfte sind dabei der Schwimmkörper 4 und die Ablaufrinne 5 geschnitten gezeichnet. Im vorliegenden Falle ist über der Ablaufrinne die Überdachung 18 vorgesehen, und das gereinigte Abwasser tritt durch die Öffnungen 19, die über den ganzen Umfang der Ablaufrinne verteilt sind, in die Ablaufrinne ein.

A b b. 5 stellt schließlich die zur A b b. 4 gehörende Draufsicht dar. Man erkennt dabei, daß der Schwimmkörper 4 in diesem Falle einen sechseckigen Grundriß hat. Ferner kann man auf dieser Abbildung die Schaufeln 21 des Belüftungskreisels 2 klar erkennen, durch die bei der Rotation des Belüftungskreisels die Wasserumwälzung hervorgerufen wird. Im übrigen haben die Bezugszahlen in den A b b. 4 und 5 die gleiche Bedeutung wie in den vorhergehenden Abbildungen. Die Pfeile markieren die Fließrichtung des gereinigten Abwassers. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Kläranlage bringt dabei im Vergleich zu konventionellen Kläranlagen mit getrenntem Belüftungs- und Nachklärraum eine Baukosteneinsparung von etwa 60%. Bei der maschinellen Ausrüstung kann die Kosteneinsparung gegenüber den konventionellen Kläranlagen 50 bis 60% betragen. Wegen ihres einfachen Bauprinzips läßt sich die erfindungsgemäße Kläranlage mit Vorteil auch als Kleinklär anlage verwenden, wobei durch entsprechende Dimensionierung des Beckens auch dafür gesorgt werden kann, daß Abwasserstöße, die größer als der Mittelwert sind, ohne Schwierigkeiten verarbeitet werden können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kläranlage zur biologischen Reinigung von intermittierend zufließenden Abwässern nach dem ;s Belebtschlammverfahren, bei der innerhalb eines Beckens ein diskontinuierlich betriebener, von einem Schwimmkörper getragener Belüftungsrotor sowie eine im Bereich der Flüssigkeitsoberfläche angeordnete Ablaufrinne vorgesehen sind, wobei m die Ablaufrinne über eine Abzugsleitung mit einem außerhalb des Beckens angeordneten und mit einem automatisch gesteuerten Elektroschieber ausgestatteten Reinwasserabfluß in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß als Belüftungsrotor ein mit einem Steigrohr (3) versehener, vertikalachsiger Belüftungskreisel (2) vorgesehen ist, der von einem polygonen Schwimmkörper (4) umgeben und an dessen Außenseite eine umlaufende Ablaufrinne (5) angebracht ist, die über eine flexible Abzugsleitung (6) mit dem Elektroschieber (8) in Verbindung steht.

2. Kläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufrinne (5) höhenverstellbar am Schwimmkörper (4) angebracht ist.

3. Kläranlage nach dem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Elektroschiebers (8) ein Zeitschaltwerk (9) vorgesehen ist.

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